Caracterização de genes do sistema de secreção do tipo VI (T6SS) em Herbaspirillum seropedicae regulados durante a interação com o milho

Abstract

Resumo: O Sistema de Secreção do Tipo VI (T6SS) é um aparato nanomolecular usado por espécies do filo Proteobacteria para a injeção de proteínas efetoras em células procariotas ou eucariotas. Os efetores injetados no interior de células-alvo podem ter atividade antibacteriana ou função de modular o hospedeiro. A bactéria promotora do crescimento vegetal Herbaspirillum seropedicae contêm dois agrupamentos gênicos homólogos ao T6SS que até o momento não foram caracterizados. Neste trabalho foi avaliado a função dos genes tagF1 e tssH2 durante a interação desta bactéria com milho. Para isso foram construídas as estirpes mutantes de H. seropedicae nesses genes. O primeiro gene é caracterizado em outras espécies como regulador póstraducional do T6SS. O segundo gene codifica uma ATPase que tem papel central no funcionamento desse sistema de secreção. Uma vez que o T6SS pode estar relacionado a competição bacteriana, as estirpes mutantes construídas foram testadas em ensaios de competição contra a estirpe selvagem in planta e em sistema planctônico. Em H. seropedicae, a mutação em tagF1 torna a estirpe mutante neste gene menos competitiva no processo de colonização do milho em relação a estirpe selvagem. A mutação em tssH2 torna a estirpe mutante neste gene menos competitiva durante a etapa de adesão às raízes de milho em relação a estirpe selvagem. Em sistema planctônico também é verificada a redução de competitividade das estirpes mutantes em comparação a selvagem. Os resultados indicam que os T6SS em H. seropedicae podem estar associados a manutenção da colonização do milho por esta bactéria benéfica a planta. Palavras-chave: Herbaspirillum seropedicae. Sistema de secreção do tipo VI. Competição bacteriana em milho.

Abstract: The Type VI Secretion System (T6SS) is a nanomolecular apparatus used by bacteria species of the Proteobacteria phylum for injecting effector proteins in prokaryote or eukaryote host cells. The injected effectors can modulate the cellular processes of the host or act as anti-microbe factors. The plant growth promoting bacteria Herbaspirillum seropedicae contains two gene clusters homologous to the T6SS and has not been characterized until the present time. In this work we evaluated the function of the tagF1 and tssH2 genes in the plant-bacteria interaction with maize. For such, mutant strains of the mentioned genes were obtained in H. seropedicae. The tagF1 gene is characterized in other species as post-translational regulator of the T6SS. The tssH2 gene codes for an ATPase which has a central role in the T6SS operation. The mutant strains were tested in competition assays against the wild-type strain in planktonic and in planta systems due of the possible involvement of T6SS in bacteria competition. The tagF1 mutation in H. seropedicae results in a less competitive strain when compared to the wild-type in the maize colonization process. The tssH2 mutation results in less adhesion to the surface of maize roots when compared to the wild-type. The mutant strains also show reduced competitiveness when compared to the wild-type in planktonic systems. The results indicate that the T6SS in H. seropedicae might be associated to maintenance of maize roots colonization. Keywords: Herbaspirillum seropedicae. Type VI secretion system. Bacterial competition in maize.